简介

主要用途(1.1 水文模型特征 1.2 水力模型特征 1.3 水质模型特征 1.4 SWMM的应用范围)

简介

EPA（Environmental Protection Agency，环境保护署） SWMM（storm water management model，暴雨洪水管理模型）是一个动态的降水-径流模拟模型，主要用于模拟城市某一单一降水事件或长期的水量和水质模拟。其径流模块部分综合处理各子流域所发生的降水，径流和污染负荷。其汇流模块部分则通过管网、渠道、蓄水和处理设施、水泵、调节闸等进行水量传输。该模型可以跟踪模拟不同时间步长任意时刻每个子流域所产生径流的水质和水量，以及每个管道和河道中水的流量、水深及水质等情况。 SWMM自1971年开发以来，已经经历过多次升级。在世界范围内广泛应用于城市地区的暴雨洪水、合流式下水道、排污管道以及其它排水系统的规划、分析和设计，在其它非城市区域也有广泛的应用。当前最新版本5.0是在以前版本基础上进行了全新升级的结果，可以在Windows操作系统下运行SWMM5提供了一个宽松的综合性环境，可以对研究区输入的数据进行编辑、模拟水文、水力和水质情况，并可以用多种形式对结果进行显示，包括对排水区域和系统输水路线进行彩色编码，提供结果的时间序列曲线和图表、坡面图以及统计频率的分析结果。 最新的版本开发由国家环境保护署国家风险管理研究中心实验室下属的供水和水资源研究中心资助，同时也得到了来自CDM咨询公司的协助。

主要用途

1.1 水文模型特征

SWMM主要用于处理城市区域径流产生的各种水文过程，包括：

 时变降水量

 地表水蒸发

 积雪与融雪 洼地对降水的截留 不饱和土壤的降水下渗

 降水下渗对地下水的补给

 地下水与排水管道的交换水量

 非线性水库法计算坡面汇流量

 模拟各种使降水和径流量减少或延缓的各种微影响（LID）过程

空间的变异性是通过将研究区域划分为具有相同集水性质的子流域而体现的，其每个子流域由透水区域和不透水区域组成。坡面水流可以在不同透水区域、子流域和排水系统的入口之间流动。

1.2 水力模型特征

SWMM同时还包括一套设置灵活的水力学模块，该模块能用来模拟径流和外来水流在管道、渠道、蓄水和处理单元以及分水建筑物等在排水管道中的流动。其功能主要包括：

 处理无大小限制的排水网

 除了能模拟自然河道中的水流，还可以模拟各种形状的封闭式管道和明渠管道中的水流

 模拟蓄水和处理单元、分流阀、水泵、堰和排水孔口等一些特殊部分

 接受外部水流和水质数据的输入，包括地表径流、地下水流交换、由降雨决定的渗透和入渗、晴天排污入流和用户自定义入流

 应用动力波或者完整的动力波方程进行汇流计算

 模拟各种形式的水流，例如回水、溢流、逆流和地面积水等

 应用用户自定义的动态控制规则来模拟水泵、孔口开度、堰顶胸墙高度

1.3 水质模型特征

除能模拟径流的产汇流外，SWMM还能模拟伴随着产汇流过程产生的水污染负荷量，用户可选择以下任意数量的水质项目进行模拟：

 晴天时不同类型土地利用污染物的堆积

 暴雨对特定土地利用污染物的冲刷

 降雨沉积物中的污染物

 晴天由于街道的清扫对污染物的减少量

 由于最优管理措施（BMP）对冲刷负荷的减少量

 排水管网中任意地点晴天排污的入流和用户自定义的外部入流

 排水管网中水质项目的演算

 由于储水单元中的处理设施或者在管道和渠道中由于自然净化作用而引起水质项目污染负荷的减少

1.4 SWMM的应用范围

自SWMM问世以来，它就被全世界广泛地应用于下水道和雨洪的研究，典型应用包括：

 针对洪水设计排水系统的规模/尺寸

 为控制洪水和保护水质设计滞洪设施及附属物的规模

 绘制自然渠道/河道系统的泛洪区

 在保证下水管网溢流最小前提下，提供下水道管网最优控制策略设计

 评估下水管网溢流产生的入流和下渗给公共卫生环境带来的影响

 为污染管理研究提供非点源带来的污染负荷

 对采取最优管理措施在雨季所导致污染负荷减少的作用进行评估